[发明专利]一种在血液净化系统中用声表面波实现漏血监测的装置和方法

权利要求书

1.一种在血液净化系统中用声表面波实现漏血监测的装置，其特征在于：包括废液进样软管（1）、莫菲氏滴管（2）、右引流管（3）、第一硅胶软管（4）、第一微流控通道出入口（5）、左引流管（6）、废液袋（7）、微流控平台（8）、第一微流控通道（9）、第一叉指换能器（10）、第二叉指换能器（11）、第二微流控通道（12）、第二微流控通道出入口（13）、第二硅胶软管（14）、第三微流控通道（15）、第一注射泵（16）、第三叉指换能器（17）、第三微流控通道出入口（18）、第三硅胶软管（19）、第二注射泵（20）、第四叉指换能器（21）、驱动检测电路（22）、微控制器（23），废液进样软管（1）和莫菲氏滴管（2）连接，莫菲氏滴管（2）同时和右引流管（3）、左引流管（6）连接，右引流管（3）的另一端与第一硅胶软管（4）的一端相连，第一硅胶软管（4）的另一端与第一微流控通道出入口（5）相连，左引流管（6）的另一端连接废液袋（7），莫菲氏滴管（2）垂直并高于微流控平台（8）放置，在第三微流控通道（15）入口处有三叉口，第三微流控通道（15）通过三叉口分别和第一微流控通道（9）和第二微流控通道（12）连接，在三叉口之前第一微流控通道（9）出口两边设置第一叉指换能器（10）和第二叉指换能器（11），在第三微流控通道出入口（18）前，第三微流控通道（15）的出口两边设置第三叉指换能器（17）和第四叉指换能器（21），第一微流控通道（9）与第三微流控通道（15）均固定安装在微流控平台（8）上，第二微流控通道（12）和第三微流控通道（15）所对应的第二微流控通道出入口（13）、第三微流控通道出入口（18）分别通过第二硅胶软管（14）、第三硅胶软管（19）与第一注射泵（16）、第二注射泵（20）相连，第一叉指换能器（10）、第二叉指换能器（11）、第三叉指换能器（17）及第四叉指换能器（21）与驱动检测电路（22）连接，驱动检测电路（22）与微控制器（23）连接，微流控平台（8）分为微通道层（30）、压电层（31）和温控层（32），在压电层（31）和温控层（32）之间夹有温度传感器热电偶（33），温度传感器热电偶（33）位于第一叉指换能器（10）下方。

2.根据权利要求1所述的一种在血液净化系统中用声表面波实现漏血监测的装置，其特征在于：所述的压电层（31）为铌酸锂（LiNbO３）。

3.根据权利要求1所述的一种在血液净化系统中用声表面波实现漏血监测的装置，其特征在于：所述的温控层（32）为半导体制冷片。

4.根据权利要求1所述的一种在血液净化系统中用声表面波实现漏血监测的装置，其特征在于：所述的微控制器（23）控制恒流源（51）来驱动温控层（32），热电偶（33）和测温电路（50）连接，测温电路（50）和微控制器（23）连接。

5.根据权利要求1所述的一种在血液净化系统中用声表面波实现漏血监测的装置，其特征在于：所述的第一微流控通道（9）、第三微流控通道（15）为蛇形。

6.根据权利要求1所述的一种在血液净化系统中用声表面波实现漏血监测的装置，其特征在于：所述的第二微流控通道（12）为直线形。

7.根据权利要求1所述的一种在血液净化系统中用声表面波实现漏血监测的装置，其特征在于：所述的第一叉指换能器（10）和第二叉指换能器（11）、第三叉指换能器（17）和第四叉指换能器（21）所产生的声表面波方向与微流控通道液体流动方向垂直或成一角度。

8.根据权利要求1所述的一种在血液净化系统中用声表面波实现漏血监测的装置，其特征在于：所述的驱动检测电路（22）采用对称电路，第一叉指换能器（10）、第二叉指换能器（11）、第一移相器（40）、第一放大器（41）组成第一振荡电路（46），第三叉指换能器（17）和第四叉指换能器（21）、第二移相器（42）、第二放大器（43）组成第二振荡电路（47）。

9.一种在血液净化系统中用声表面波实现漏血监测的方法，其特征在于：包括步骤：

ａ．按1：1比例配比鞣花酸试剂+0.025mol/L氯化钙溶液，并在37℃水浴预温，将配比溶液装入第一注射泵（16）注射针筒内；

ｂ. 开启装置电源，加热微流控平台（8），使温度维持在37℃；

ｃ. 血液净化系统已工作的前提下，开启第二注射泵（20）；

第二注射泵（20）工作在“拉”模式，使废液从莫菲氏滴管（2）流入右引流管（3）、第一微流控通道（9）、第三微流控通道（15），并最终流入第二注射泵（20）；第二注射泵（20）的主要作用是防止血液净化系统产生的压力不足以使废液通过莫菲氏滴管（2）进入右引流管（3）；第二注射泵（20）所使用的注射管容积视一次血液净化所产生的废液量决定；

ｄ.第一注射泵（16）向第二微流控通道（12）开始注射鞣花酸+0.025mol/L氯化钙溶液配比试剂，注射速度可调节，默认流速3uL/s，废液流过第一微流控通道（9）和第二微流控通道（12）的试剂混合后流入第三微流控通道（15）；

第一叉指换能器（10）和第二叉指换能器（11）构成的第一振荡电路（46）的振荡频率随着第一微流控通道（9）中溶液含量的变化而变化，第三叉指换能器（17）和第四叉指换能器（21）构成的第二振荡电路（47）振荡频率除受到第一微流控通道（9）中溶液含量的影响外，还受到第二微流控通道（12）试剂的影响；

当废液不含血液时，因第一微流控通道（9）和第二微流控通道（12）的溶液含量稳定，第一振荡电路（46）和第二振荡电路（47）的振荡频率基本稳定，期间的波动因混频作用而相互抵消，因此混频滤波后的频率信号也趋于稳定；

当废液含血液时，流入第三微流控通道（15）的溶液因血液和第二微流控通道（12）流入的试剂相互作用，导致第二振荡电路（47）的振荡频率发生改变，从而使混频滤波后的频率信号发生改变，废液中的血液含量和微控制器测得的频率信号成比例关系；

ｅ.通过测量混频滤波后的信号频率，并根据废液中的血液含量和频率信号的比例关系，判断是否超过限定值，若超过限定值，发出报警信号。